Hvad forårsager det største problem ved at detektere infrarøde fotoner fra en astronomisk genstands jord?

Her er hvorfor:

* Jordens atmosfære er uigennemsigtig for infrarød stråling: Vanddamp, kuldioxid og andre molekyler i vores atmosfære absorberer kraftigt infrarød stråling. Dette betyder, at de fleste infrarøde fotoner fra rummet aldrig når jorden.

* Begrænsede Windows: Der er kun nogle få "vinduer" i atmosfæren, hvor infrarød stråling kan passere relativt uhindret. Disse vinduer er smalle bånd af bølgelængder, hvor absorptionen er lavere.

* Baggrundsstråling: Jordens atmosfære udsender i sig selv infrarød stråling, som kan forstyrre de svage signaler fra astronomiske genstande.

For at overvinde dette problem bruger astronomer flere teknikker:

* Observatorier med høj højde: Observatorier beliggende på høje bjerge, som Mauna Kea på Hawaii, eller i tørre ørkener som Atacama -ørkenen i Chile, er over store dele af atmosfærens absorberende lag.

* Rumbaserede teleskoper: Teleskoper som Spitzer Space Telescope og James Webb -rumteleskopet er over atmosfæren helt, hvilket giver uhindret udsigt over den infrarøde himmel.

* Adaptiv optik: Denne teknik bruger lasere og deformerbare spejle til at kompensere for de slørede virkninger af atmosfærisk turbulens, hvilket forbedrer billedkvaliteten.

* Specialiserede detektorer: Infrarøde detektorer er følsomme over for infrarød stråling og er omhyggeligt designet til at minimere støj og interferens.

Mens atmosfærisk absorption er den største udfordring, spiller andre faktorer også en rolle i detektering af infrarøde fotoner fra Jorden, herunder:

* Lysforurening: Kunstige lyskilder på jorden kan skabe baggrundsstøj, der skjuler svage infrarøde signaler.

* termisk støj: Selve teleskopet kan generere infrarød stråling, som kan forstyrre de svage signaler fra astronomiske genstande.

På trods af disse udfordringer har infrarød astronomi gjort utrolige fremskridt med at forstå universet. Ved at bruge disse teknikker har astronomer været i stand til at studere fødslen af ​​stjerner og planeter, udviklingen af ​​galakser og endda den kosmiske mikrobølgebaggrundsstråling.